机械设计课程设计 一级圆柱齿轮减速器.docx

1、机械设计课程设计 一级圆柱齿轮减速器 机械设计课程设计说明书题 目： 减速器设计 指导老师： 孙文磊 学生姓名： 所属院系： 专 业： 班 级： 完成日期： 新疆大学机械工程学院2012年7月4日一、设计题目 2二、课程设计的目的（综合训练） 2三、设计计算说明书 33.1 电动机选择 33.2 总传动比及分配各级的传动比的计算 43.3 运动参数及动力参数计算 4 3.4 传动零件的设计计算 53.5 轴的设计计算 93.6 滚动轴承的选择及校核计算 133.7 键联接的选择及校核计算 153.8 减速器附件的选择 16 3.9 滑和密封 16设计心得 17一级直齿圆柱齿轮减速器设计说明书一

2、、设计题目 设计用于带式运输机的一级直齿圆柱齿轮减速器传动简图如下：原始数据数据编号运输带工作拉力F/N运输带工作速度V/(m/S)卷筒直径D/mm211501.6260工作条件: 连续单向运转,载荷平稳，空载启动，使用期限10年，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为5%。二、课程设计的目的（综合训练）1.巩固、加深和扩大在本课程和先修课程学到的知识2.培养机械设计一般方法3.进行机械设计基本技能的训练三、设计计算说明书3.1 电动机选择1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机 Y系列三相异步电动机适用于电压为380V、无特殊要求的机械上，如机床、泵、风机、搅拌机、农业机械等。所以

3、选用Y系列三相异步电动机。2、电动机功率选择：（1）传动装置的总功率：查课程设计书表2-5知带=0.96，轴承=0.99，齿轮=0.97，联轴器=0.99，滚筒=0.96总=带3轴承齿轮联轴器滚筒 =0.960.9930.970.990.96=0.8587 (2)电机所需的工作功率：P工作=FV/（1000总）=11501.6/（10000.8587）=2.1428KW 3、确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n筒=601000V/（D）=6010001.6/（260）=117.53r/min 由表6-164推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围Ia=35。取V带传动比I1=2

4、4，则总传动比理时范围为Ia=620。故电动机转速的可选范围为nd=Ian筒=（620）120.25=721.52405.01r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1000r/min。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132S-6。其主要性能：额定功率：3KW，满载转速960r/min.3.2 总传动比及分配各级的传动比的计算1、总传动比：i总=n电动/n筒=960/117.53=8.1682、分配各级传动比（

5、1） 取齿轮i齿轮=3（单级减速器i=36合理）（2） i总=i齿轮I带i带=i总/i齿轮=8.168/3=2.7223.3 运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速（r/min）n0=n电机=960r/minnI=n0/i带=960/2.722=352.68(r/min)nII=nI/i齿轮=117.56(r/min)nIII= nII=117.56(r/min)计算各轴的功率（KW）P0= P工作=2.1428KWP=P0带=2.14280.96=2.057KWP=P齿承=1.916KWP=P承联=1.960.980.99 =1.9015KW3计算各轴扭矩（k Nmm） To = 9550

6、P0/n0= 95502.14281000/960 =21.316kNmT=9550P/n=95502.0571000/352.68=55.7kNmT=9550P/n=95501.961000/117.56 =159.22kNmTIII=9550PIII/n III=95501.90151000/117.56 =154.468kNm 3.4 传动零件的设计计算1、 皮带轮传动的设计计算（1）选择普通V选带截型由课本表13-8得：kA=1PC=KAP=12.1428=2.1428KW由课本P219图13-15得：选用A型V带（2）确定带轮基准直径，并验算带速由课本图13-15得，推荐的小带轮基准

7、直径为80100mm 则取dd1=100mmdmin=80dd2=n1/n2dd1=960/352.68100=272.201mm由课本表13-15得，取dd2=270mm实际从动轮转速n2=n1dd1/dd2=960100/270 =355.56r/min转速误差为：（n2-n2）/n2=（352.68-355.56）/352.68 =0.0081200（适用）（5）确定带的根数根据n1=960 r/min,d1=100,由表13-3, 得P1=0.95KW P1=0.08KWK=0.96 KL=0.99Z=PC/P=PC/(P1+P1)KKL =2.305/【(0.97+0.08 )0.9

8、60.99】 =2.38(6)计算轴上压力表（13-1）查得q=0.1kg/m，单根V带的初拉力：F0=500PC/（ZV）（2.5/K-1）+qV2=5002.305/（35.03）(2.5/0.96-1)+0.15.032N =125.05N则作用在轴承的压力FQ，FQ=2ZF0sin（1/2）=23125.05sin（160.610/2）=739.58N2、齿轮传动的设计计算 （1）选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器传递功率不在，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质，齿面硬度为240260HBS。大齿轮选用45钢，调质，齿面硬度220HBS；根据课本表11-1选7级精度。齿面精糙度

9、Ra1.63.2m (2)许用接触应力HH= HlimZNT/SH由课本查表（11-1）得：HlimZ1=570Mpa HlimZ2=350Mpa通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数SH=1.0H1=Hlim1ZNT1/SH=5700.92/1.0Mpa=524.4MpaH2=Hlim2ZNT2/SH=3500.98/1.0Mpa=343Mpa故得：d176.43(kT1(u+1)/duH2)1/3=76.431166708.23(3+1)/0.9334321/3mm=97.8mm模数：m=d1/Z1=97.8/20=4.98mm取标准模数：m=5mm3.5 轴的设计计算 1、

10、按扭矩初算轴径选用45#调质，硬度217255HBS根据设计例题，查课本表14-2，取c=115d115 (2.1428/352.l68)1/3mm=20.99mm考虑有键槽，将直径增大5%，则d=20.99(1+5%)mm=22.03mm选d=22mm2、轴的结构设计 （1）轴上零件的定位，固定和装配 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定 （2）确定轴各段直径和长度段：d1=22mm 长度取L1=50mmh=2c c=1.5mm段:d2=d1+2h=22+221

11、.5=28mmd2=28mm 初选用7206c 型角接触球轴承，其内径为30mm,宽度为16mm。 考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩 离而定，为此，取该段长为55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故段长：L2=（2+20+16+55）=93mm段直径d3= 35mmL3=L1-L=50-2=48mm段直径d4=41mm由手册得：c=1.5 h=2c=21.5= 3 mmd4=d3+2h=35+23= 41 mm长度和右面的套筒相同，即L4=20mm但此段左面的滚动轴承的定位轴

12、肩考虑，应便于轴承的拆卸，应按标准查取由手册得安装尺寸h=3.该段直径应取：（30+32）=36mm因此将段设计成阶梯形，左段直径为36mm段直径d5=30mm. 长度L5=19mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=100mm (3)按弯矩复合强度计算求分度圆直径：已知d1=100mm求转矩：已知T2=58554.28Nmm求圆周力：FtFt=2T2/d2=58554.28/50=1171.09N求径向力FrFr=Fttan=1171.09tan200=426.24N因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=50mm (1)绘制轴受力简图（如图a） （2）绘制垂直面弯矩图（如图b）轴承支反力：F

13、AY=FBY=Fr/2=213.12NFAZ=FBZ=Ft/2=585.55N由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为MC1=FAyL/2=213.1250=10.656Nm (3)绘制水平面弯矩图（如图c）截面C在水平面上弯矩为：MC2=FAZL/2=585.5550=29.2775Nm (4)绘制合弯矩图（如图d）MC=(MC12+MC22)1/2=(10.6562+29.2782)1/2=31.156Nm (5)绘制扭矩图（如图e）转矩：T=9.55（P2/n2）106=58.55Nm (6)绘制当量弯矩图（如图f）转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化，取=1，截面C处的当量弯矩：Mec=MC2+(T)21/2=31.1562+(158.55)21/